研究概述
位错是晶体塑性的本源，但经典位错强化理论认为加工硬化材料的初始高密度位错通常被认为对塑性是有害的。
2025年2月8日，西北工业大学何峰教授、王锦程教授、林鑫教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Segregation-dislocation self-organized structures ductilize a work-hardened medium entropy alloy》的研究论文，博士生郭博静为论文第一作者，何峰教授、王锦程教授、林鑫教授为论文共同通讯作者。
受自然界非平衡复杂系统的自组织临界状态启发，研究团队探索了具有偏析-位错自组织结构（SD-SOS）的增材制造介质中熵合金的机械响应。
研究显示，当初始位错以SD-SOS形式存在时，教科书上的位错强化必然牺牲延展性的理论可以被推翻。结果表明，SD-SOS除通过发射位错和堆垛层错提供位错源外，还与滑移位错动态交互作用，持续生成Lomer-Cottrell（L-C）锁和割阶实现位错存储。
有效的位错增殖和储存能力导致平面滑移带的持续细化，使得通过增材制造生产的硬化合金具有高位错密度-高塑性协同。
这些发现为通过调整位错构型来优化合金的机械性能奠定了基础。
图文解读
图1：增材制造中熵合金的微观结构
图2：中熵合金的机械性能
图3：位错增殖和存储机制
总结展望
本研究探索了一种通过增材制造技术生产的具有偏析-位错自组织结构（SD-SOS）的中熵合金的机械响应。研究发现，当初始位错以SD-SOS的形式存在时，传统的位错强化理论（即位错强化必然牺牲塑性）可以被推翻。
该研究为通过调控位错构型优化合金力学行为提供了先例，挑战了传统的位错强化理论，为开发兼具高强度和高塑性的合金材料开辟了新途径。
这种通过增材制造实现的位错调控方法有望广泛应用于金属材料的高性能化，特别是在航空航天、汽车制造和能源领域，有助于开发出更轻、更强、更节能的结构材料。
文献信息
Guo, B., Cui, D., Wu, Q. et al. Segregation-dislocation self-organized structures ductilize a work-hardened medium entropy alloy. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56710-3.
